Abstrak—Bangunan  pelindung  pantai  banyak  macam  dan jenisnya,  namun  memiliki  tujuan  yaitu  untuk  melindungi kawasan pantai dari gelombang. Dikarenakan gelombang akan bersifat  katastropik  apabila  terlalu  besar.  Penelitian  terhadap bangunan  pelindung  pantai  banyak  dilakukan  pada  analisa transmisi, refleksi, limpasan dan rayapan. Pemilihan buis beton untuk  penelitian  dikarenakan  masyarakat  pesisir  banyak menggunakannya sebagai bangunan pantai. Karena buis beton mudah dijumpai, murah dan mudah dalam pengaplikasiannya. Namun belum ada analisis  secara  ilmiah mengenai  buis  beton sebagai  bangunan  pantai.  Pada  penelitian  ini  akan  dilakukan analisis run up dan overtopping dengan berdasarkan gelombang regular  uji  fisik  buis  beton  Balai  Pantai  menggunakan pemodelan CFD  Flow-3D. Penelitian ini memvariasikan tinggi freeboard buis beton yaitu 0,05 m dan 0,2 m, variasi kemiringan untuk masing-masing  freeboard  45°, 26,56°  dan 18,26°  dengan mengubah  perletakan  buis  beton  secara  vertikal.  Untuk  hasil variasi, model dengan freeboard 0,05 memiliki hasil run up sama 0,05  m atau  tinggi maksimal  struktur,  sedangkan  nilai  run up pada struktur dengan freeboard 0,2 hasil run up terendah yaitu pada  model  B3.60  dengan  kemiringan  18,26°  sebesar  0,17  m. Untuk  overtopping  relatif  struktur  dengan  freeboard  0,2  lebih kecil dari pada struktur dengan  freeboard 0,05. Hasil dari  run up dan overtopping dilakukan perbandingan dengan pengaruh kemiringan,  tinggi  freeboard  dan  irribaren  parameter  dari penelitian  lain,  namun  perbandingan  dilakukan  hanya  untuk melihat  trend  persebarannya  karena  struktur  yang  diteliti berbeda dengan yang dilakukan oleh peneliti lain.
Kata  kunci—  Buis  Beton,  Flow-3D,  Overtopping,  Regular,  Run Up, Seawall.

## I. PENDAHULUAN
ANGUNAN pelindung pantai pada umumnya memiliki bentuk  sedemikian  rupa  yang  mempunyai  fungsi menyalurkan  energi  gelombang  menjadi  bentuk  lain.  Oleh karena  itu  beberapa  jenis  bangunan  pelindung  pantai ( seawall ,  groin, revetment) deberikan armour sebagai peredam  gelombang. Armour  unit dapat  terbuat  dari  beton ( concrete armour unit ) dan dari batu pecah. Armour unit yang terbuat  dari  batu  menjadi  yang  terbaik  untuk  digunakan, namun  pengambilan  batu  dari  alam  akan  berakibat  pada kerusakan lingkungan. Oleh karena itu beralih menggunakan beton.  Armour unit yang  terbuat  dari  beton  tidak  memiliki penguat atau tulangan baja di  dalamnya serta ada beberapa yang  menggunakan  satu  lapis  dan  dua  lapis armour [1]. Penggunaan armour  unit pada  bangunan  pelindung  pantai memanfaatkan  berat  serta  bentuk  dari armour  unit itu sendiri, semakin berat maka akan semakin stabil. Selain itu peletakan armour  unit pada  struktur  bangunan  pantai  juga mempengaruhi stabilitas dan peredaman terhadap gelombang. Di Indonesia banyak menggunakan armour unit dari batu karena ekonomis, mudah didapat dan mudah dalam pemasangannya.  Selain  itu  penggunaan armour  unit bentuk
tetrapod, dolos dll. Banyak dijumpai di Indonesia tetapi tidak banyak  karena  kurang  ekonomis.  Di  Indonesia  banyak penelitian  mengenai concrete  armour  unit contohnya  yang dilakukan  oleh  Balai  Litbang  Balai  Pantai  Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat yang menghasilkan armour  unit blok  beton  3B  dan  blok  beton  terkunci. Penelitian  tersebut  masih  dalam  tahap  pengawasan  di lapangan dan pengembangan.
Di  daerah  pesisir  banyak  ditemukan  struktur  pelindung pantai  menggunakan  buis  beton  sebagai  bangunan  pantai. Buis beton sendiri adalah silinder beton berongga yang sering digunakan sebagai sumur galian. Pada pemasangan bangunan pelindung  pantai  rongga  buis  beton  diisi  dengan  beton  cor, tanah  maupun  batuan  sehingga  memperkuat  struktur  buis menjadi lebih rigid . Pemilihan buis beton untuk armour unit dikarenakan  ekonomis  dan  mudah  didapat  di  masyarakat. Banyaknya  penggunaan  buis  beton  tidak  diimbangi  dengan adanya  penelitian  dan  kajian  mengenai  buis  beton  sebagai bangunan  pelindung  pantai.  Belum  ada  penelitian  yang membahas  kekurangan  dan  kelebihan  buis  beton  sebagai penahan gelombang.
Pada penelitian kali ini akan dilakukan pemodelan numerik struktur  bangunan  pantai  dengan armour  unit buis  beton. Pemodelan  ini  dilakukan  untuk  mengetahui run  up dan overtopping yang  diakibatkan  oleh armour  unit buis  beton. Pemodelan  menggunakan  perangkat  lunak Flow-3D .  Hasil pemodelan dengan perangkat lunak kemudian divalidasikan dengan  data hasil  eksperimen  di  lab.  Selanjutnya  dilakukan pengujian  dengan  variasi slope (kemiringan)  struktur  untuk mengetahui run up dan overtopping .
II. DASAR TEORI
A. Dasar Teori
Penelitian run up dan overtopping telah banyak dilakukan oleh  Dentale,  dkk[2]–[4].dan  Jilani  dkk.[5],  penelitian tersebut menggunakan pemodelan numerik untuk mendapatkan hasil variasi yang banyak. Overtopping adalah

## Pemodelan Numerik Run Up DAN Overtopping Struktur Seawall Buis Beton
Pangestu Ari Wicaksono 1) , Haryo Dwito Armono 2) , M. Zikra 3) Juventus Welly R. Ginting 4)
1),2),3) Teknik Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember
4) Balai Litbang Pantai, Gerokgak, Buleleng, Bali e-mail : pangestuaw@gmail.com; armono@oe.its.ac.id
B
proses run  up gelombang  yang  mengenai  struktur  miring slope dan  akhirnya run  up gelombang  melewati  struktur slope paling  rendah run  up  crest . Run  up dan overtopping adalah dua hal yang saling berkaitan terjadinya overtopping akan diawali dengan proses run up . Pada penelitian ini akan mengacu pada penelitian yang dilakukan oleh Dentale, dkk. Penelitian  yang  dilakukan  oleh  Dentale,  dkk.  berupa pemodelan rubble  mound  seawall dengan  menggunakan Computational fluid dynamic (CFD)[4]. Penelitian dilakukan di  Laboratorium  Hidraulika  Universitas  Catania,  Italia dengan ukuran Panjang 18 m, lebar 3,2 m, dan tinggi 1,2 m. Dentale  melakukan  pemodelan  terhadap  beberapa  jenis armor yang kemudian dibandingkan dengan hasil penelitian seawall di  Sant’Erasmo,  Italia.  Armor  yang  dilakukan pemodelan  antara  lain Cube  Antifer,  Tetrapod,  Xbloc, Accropode, Core-loc dan batu pecah.
Kondisi  suatu  gelombang  dipengaruhi  oleh  3  parameter utama, yaitu panjang gelombang (L), tinggi gelombang (H) dan  kedalaman  tempat  gelombang  terjadi  (d).  Dengan diketahuinya  tiga  parameter  ini,  nilai  parameter  yang  lain dapat di tetukan secara teoritis.
Pada ilustrasi gelombang harmonik dua dimensi, terdapat Hubungan  panjang  gelombang  (L),  kecepatan  ( celerity ) gelombang (C) dan periode (T) dapat berbeda untuk kondisi laut dalam, laut sedang dan laut dangkal, yaitu:
Laut dalam 𝐶 = 𝐿 𝑇 (2,1)
Laut sedang 𝐶 = √ 𝑔 𝑘 tanh 𝑘𝑑 (2,2)
Laut dangkal 𝐶 = √𝑔ℎ (2,3)
Dengan  persamaan  kecepatan  gelombang  maka  nilai Panjang gelombang dapat diketahui, yaitu:
Laut dalam 𝐿 = 𝑔 2𝜋 𝑇 2 (2,4)
Laut sedang 𝐿 = 𝑔𝑘 tanh 𝑘𝑑 (2,5)
Laut dangkal 𝐿 = 𝑇√𝑔ℎ (2,6)
Untuk membedakan kriteria laut dalam atau dangkal dapat menggunakan persamaan:
Dangkal Dalam 1 20 ≤ 𝑑 𝐿 ≤ 1 2
B. Run up
Run  up adalah  jarak  vertikal  maksimum  yang  terkena rayapan  gelombang  yang  mengenai  pantai  atau  struktur pantai pada Dentale dkk[6]. Gelombang run up dipengaruhi oleh  kecuraman slope ,  tinggi  gelombang  dan  periode gelombang dan wave setup dari gelombang pecah. Selain itu kekasaran pada slope atau struktur juga dapat meningkatkan gelombang run up [7]. Karena dengan permukaan slope yang kasar akan terjadi disipasi energi gelombang pada permukaan slope .
Losada[8]  dan  Dentale[6]  melanjutkan  penelitian  yang dilakukan oleh Battjes (1974) dengan menyederhanakan hasil dari  studi  yang  dilakukan  pada  daerah  rayapan  gelombang seperti penelitian Iribarren dan Noagles (1949), Hunt (1959) dan  Bowen  dkk.  (1968)  dan  dari  persamaan  (2,10)  di dapatkan  persamaan  tanpa  dimensi  yang  disebut  bilangan Iribarren  yang  sering  digunakan  untuk  melakukan perhitungan desain bangunan pantai.
𝜉 0 = tan 𝛼 √𝐻0 𝐿0 ⁄ (2,11)
𝐿 𝑜 = 𝑔𝑇2 2𝜋 (2,12)
Dimana 𝛼 adalah  sudut  kemiringan  struktur, Ho adalah tinggi  gelombang  pada  toe  struktur,  dan  L  adalah  panjang gelombang.

## C. Overtopping
Gelombang overtopping terjadi karena tinggi run up yang terjadi  lebih  tinggi  dari  puncak  struktur. Overtopping di definisikan  sebagai  alirain  air  laut  yang  melewati  puncak struktur pantai akibat run up , gelombang pecah dan pengaruh angin [9]. Hal tersebut akan membanjiri dan merusak bagian belakang  struktur  yang  terlindungi  [10]. Overtopping dapat dipengaruhi oleh berapa tinggi freeboard pada struktur, selain itu  bentuk  dari  dinding  struktur  seperti curved  wall dapat membalikkan  arah  limpasan  gelombang run  up dan permukaan slope struktur  yang  kasar  dapat  mengurangi energi dari gelombang run up . Analisis overtopping dengan  menghitung  debit  rata-rata limpasan per satuan panjang struktur, q [m 3 /s per m].
𝑞 = 𝑄𝑜𝑣 𝑑 (2,13)
Dimana  Q ov [m 3 /s]  merupakan  debit  limpasan,  d  adalah lebar struktur [m].
Beberapa  peneliti  telah  melakukan  penelitian  terhadap overtoping , mereka melakukan uji laboratorium dengan skala model. Mereka merumuskan persamaan untuk perbandingan hasil penelitian. Klabbers, 2003 melakukan pengujian untuk mendapatkan overtopping akibat pengaruh freeboard dengan armor  xbloc.  Formulasi  yang  digunakan  memasukan  Ursell Parameter. Formulasi untuk membandingan overtopping dan freeboard adalah .
𝑄 = 𝑞 √𝑔𝐻3 = Parameter overtopping [-]          (2,14)
𝑅 = 𝑅𝑐 𝐻 = Parameter freeboard [-] (2,15)
Pada  umumnya  penelitian  yang  telah  dilakukan  hanya untuk  mengetahui  debit  limpasan  rata-rata,  padahal  hal tersebut  bukanlah  parameter  utama.  Akan  lebih  baik  jika penelitian  didasarkan  untuk  mengetahui  probabbilitas terjadinya  gelombang overtopping dan  tinggi  maksimal gelombang overtopping pada  tiap  kejadian[8].  Untuk
Gambar 2. Grafik kumulatif overtopping numerik dan eksperimen[8]
pengujian numerik dilakukan dengan metode Computational Fluid  Dynamic  (CFD) dengan  perangkat  lunak Flow-3D dengan bantuan 3D CAD untuk membuat struktur yang akan beriteraksi  dengan  fluida  (Cavallaro  dkk.,  2012).  Penelitian serupa  juga  banyak  dilakukan  dengan  metode  yang bervariasi.  Diantaranya  yaitu  dengan  metode Reynolds Average  Navier-Stokes  (RANS/VOF) [11] dan  melakukan metode Cornell  Breaking  Wave  and  Structures  (COBRAS) untuk memodelkan 2D dan 3D overtopping [8] .
D. Computational fluid dynamic
Computationan  Fluid  Dynamics (CFD)  digunakan  untuk simulasi  gelombang  terhadap seawall .  Penggunaan  CFD menggunakan  persamaan Reynolds  Average  Navier-Stokes (RANS) yang  selanjutnya  dikembangkan  oleh  Hirt  dan Nichols menjadi Volume of Fluid (VOF)[11]. Pengaplikasian CFD dapat dilakukan dengan bantuan perangkat lunak Flow- 3D, ANSYS Fluent, CFX, dll. Volume  of  Fluid adalah  pemodelan  permukaan  bebas fluida dengan metode Eulerian yang dibatasi oleh boundary condition berupa mesh . Formulasi Eulerian digunakan karena mempertimbangkan batasan yang tidak dapat dilakukan oleh metode Langrang [11]. Pada metode ini mempertimbangkan pengaruh  fluida  terhadap  deformasi  struktur,  permukaan bebas  fluida,  bentuk  geometri,  gelombang  dan  hubungan material  dengan  fluida.  Pada  setiap mesh menjadi  daerah yang terpengaruh oleh fluida. Selain itu ditentukan fungsi F yang disebut step function yang menyatu dengan fluida atau mengikuti bentuk fluida.
Fungsi turunan F terhadap waktu adalah:
𝜕𝐹 𝜕𝑡 = 𝑢 𝜕𝐹 𝜕𝑥 + 𝑣 𝜕𝐹 𝜕𝑦 = 0 (2,16)
Fungsi mesh selain  mendefinisikan boundary  condition , namun juga penanda letak partikel fluida[11].
Solusi algoritma VOF yang digunakan untuk menentukan variabel mesh memiliki  keakuratan  dibandingkan  dengan metode  elemen  hingga  lainnya.  Persamaan  fluida  yang
digunakan  oleh  Hirt  dan  Nichols  adalah  persamaan  Navier Stokes, yaitu:
𝜕𝑢 𝜕𝑡 + 𝑢 1 𝑉𝐹 [𝑢𝐴 𝑥 𝜕𝑢 𝜕𝑥 + 𝑣𝐴 𝑦 𝜕𝑢 𝜕𝑦 ] = − 1 𝜌 𝜕𝑝 𝜕𝑥 + 𝑔 𝑦 + 𝑓 𝑦 (2,17)
𝜕𝑣 𝜕𝑡 + 𝑢 1 𝑉𝐹 [𝑢𝐴 𝑥 𝜕𝑣 𝜕𝑥 + 𝑣𝐴 𝑦 𝜕𝑣 𝜕𝑦 ] = − 1 𝜌 𝜕𝑝 𝜕𝑥 + 𝑔 𝑦 + 𝑓 𝑦 (2,18)
Dimana: u dan v      : kecepatan fluida pada sumbu (x,y) Ax dan Ay   : daerah terbuka fraksional pada aliran dalam
sumbu (x,y) Vf  : volume terbuka fraksional pada aliran terbuka t : waktu p : tekanan ρ : densitas fluida f x dan f y : viskositas kinematic fluida g x dan g y : percepatan gravitasi sumbu (x,y) karena  fluida  adalah  air,  dan  air  bersifat  inkompresibel maka harus memenuhi pesamaan:
𝜕𝑢 𝜕𝑥 + 𝜕𝑣 𝜕𝑦 = 0 (2,19)
Namun, untuk mengijinkan terjadinya pengaruh kompresibilitas yang terbatas maka persamaan (2,15) diubah menjadi:
𝑉𝐹 𝜌𝑐2 𝜕𝑝 𝜕𝑡 + 𝜕𝑢𝐴𝑥 𝜕𝑥 + 𝜕𝑣𝐴𝑦 𝜕𝑦 = 0 (2,20)

## E. Flow-3D
Pada penelitian ini dilakukan pemodelan CFD menggunakan  perangkat  lunak Flow-3D. Flow-3D adalah perangkat lunak CFD yang dikembangkan oleh FlowScience da  berdasarkan  persamaan  RANS  ( Reynolds  Averaged Navier-Stokes ) dan  dikombinasikan  dengan  metode  VOF ( Volume  of  Fluid )  untuk  melacak  letak  permukaan  fluida dengan asumsi beberapa aliran turbulen seperti k-ε atau RNG. Aliran turbulen fluida yang digunakan dalam metode RANS dan  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  RNG  ( Re- Normalization group )[12].
Gambar 3. Run up terhadap time series ; elevasi gelombang run up [4]
Tabel 1. Data flume balai pantai
Ukuran Panjang flume 26,5 m Lebar flume 1 m Tinggi flume 1 m
Gambar 3.1 Geometri pengujian model fisik
Tabel 3.2
Data perletakan wave probe Jarak WG-WP1 13,5 m WP1-WP2 9,15 m
WP2-WP3 0,5 m
WP3-WP4 1,7 m
Gambar 3.2 Perletakan wave probe dan ukuran geometri flume

## III. METODE PENELITIAN

## A. Data geometri flume
Flume yang digunakan untuk pengujian model fisik buis beton  adalah  flume  milik  Balai  Pantai,  Buleleng  dengan ukuran sebagai berikut.
Data  perletakan wave  probe yang  berfungsi  sebagai  titik perekaman data.
WP1 berfungsi untuk mengamati Hi, WP2, WP3 dan WP4 untuk mengamati gelombang refleksi akibat struktur.
Variabel  yang  digunakan  untuk  simulasi  numerik  adalah hasil  dari  perekaman  uji  model  fisik  model  M1  dengan H=0,15 m dan T=2 detik.

## B. Pemodelan geometri struktur dengan AutoCAD 3D
Model struktur yang divariasikan memiliki ukuran dimensi buis  yang  sama,  yaitu  tinggi  0.05  m  dan  diameter  0.1  m. Hanya slope yang  dibuat  berbeda  dengan  mengatur offset /perletakan  buis  beton  secara  vertikal.  Dapat  dilihat pada gambar dibawah ini.
C. Pemodelan Flow-3D
Pemodelan Flow-3D digunakan  untuk  mensimulasikan model  numerik Run up  dan Overtopping pada  struktur seawall Buis  Beton  berdasarkan  uji  model  fisik  yang dilakukan oleh Balitbang Balai Pantai.
Pada penelitian kali ini terdapat dua parameter yang aktif, yaitu Grafity  and  Non-inertial  Reference  Frame untuk memberikan pengaruh nilai grafitasi pada fluida yaitu sebesar -9,81  pada  sumbu  Z.  Dan Viscosity  and  Turbulance untuk mengaktifkan parameter jenis aliran fluida Viscous Flow dan turbulen fluida menggunakan Two-equation K-ε Model . Mesh  window yang  digunakan  untuk  menentukan mesh block sebagai  daerah  pengamatan  gelombang  pada pemodelan  ini.  Semakin  rapat  ukuran  mesh  maka  semakin detail  pengamatan  yang  dilakukan  oleh Flow-3D namun berdampak pada ukuran file output yang akan semakin besar
dan  simulasi  berjalan  lebih  lama.  Pada  pemodelan  kali  ini menggunakan  2 mesh  Block ,  yaitu  untuk  mesh  Flume  dan Struktur. Mesh struktur dengan ukuran mesh 0.03 m, dengan Panjang menyesuaikan flume pada sumbu X = 26,5 m, lebar sumbu  Y  =  0,2  m  dan  tinggi  sumbu  Z  =  1  m.  dilihat  pada Gambar 3.9. mesh flume berwarna kuning. Sedangkan mesh struktur  menggunakan  metode Nested yaitu  disisipkan kedalam  mesh  flume.  Ukuran  mesh  struktur  yaitu  0,01. Panjang sumbu X = 2 m, lebar  sumbu Y = 0,2 m dan tingi sumbu  Z  =  1  m. Initial  condition simulasi  ini  dilakukan dengan fluid region sedalam 0,4 m dari X=0, hingga X=26,5. Struktur  yang  di  lakukan  validasi  adalah  model  B1 divalidasikan dengn model M1. Validasi ini membandingkan data  H  rata-rata  uji  model  fisik  dan  uji  numerik. Menggunakan  H  rata-rata  karena  simulasi  menggunakan gelombang reguler. Pada uji model fisik menggunakan empat wave probe sedangkan untuk uji numerik ini panjang flume dipotong  pada  titik wave  probe 1  dan  diasumsikan wave probe 1  sebagai wave  generator .  Selain  itu  struktur  yang digunakan  juga  mengalami  perubahan  tinggi  dari  yang digunakan  untuk  uji  model  fisik.Yaitu  model  B1  pada  uji model fisik memiliki tinggi struktur 0,25 m sedangkan untuk uji  model  fisik  ini  0,45  m.  oleh  karena  itu  kedalaman  air flume  juga  disesuaikan  agar  menyisakan freeboard yang sama  dengan  uji  model  fisik.  Kedalaman  flume  untuk  uji model  fisik  setelah  dipotong  adalah  0,4  m.  Sehingga  total tingi freeboard uji model fisik dan uji numerik untuk validasi sama yaitu 0,05 m. Hal ini dilakukan karena Flow-3D tidak dapat mensimulasikan gelombang dengan tinggi 0,18 m pada kedalaman flume 0,2 m .
Untuk  validasi  perbandingan  yang  dilakukan  yaitu membandingkan nilai H rata-rata pada wave probe 2, 3 dan 4
Gambar 3.3 Model B1 Gambar 3.4 Model B2
Gambar 3.5 Model B3                           Gambar 3.6 Model B1.60
Gambar 3.7 Model B2.60                      Gambar 3.8 Model B3.60
Gambar 3.9 Mesh window
Gambar 3.10 Initial condition
Gambar 3.11 Dimensi flume untuk validasi
Tabel 3.3
Validasi Havg gelombang WP Havg (m) Uji model fisik Numerik Error 2 0.1471 0.1532 4% 3 0.1464 0.1361 7% 4 0.1409 0.1226 13%
uji  model  fisik  dan  uji  numerik.  Dengan  toleransi  error 15%. Didapatkan data perbandingan seperti pada Tabel 3.3.
Kalibrasi wetted area dilakukan untuk mengkonversi nilai luas  permukaan  basah  pada  permukaan  struktur  menjadi tinggi  (H run  up ).  Karena  untuk  analisis run  up dilakukan dengan  mengaktifkan  fitur wetted  area geometry ,  pada permukaan struktur yang tidak rata dan bervariasi sehingga nilai  area  dengan  satuan  (m 2 ) harus  dikalibrasikan  menjadi elevasi run  up (m).  Kalibrasi  dilakukan  tiga  kali  untuk masing-masing  struktur  B1;  B2  dan  B3  karena  memiliki perbedaan  kemiringan.  Sedangkan  tiga  struktur  lainnya hanya penambahan  tinggi  dari  struktur  B1;  B2  dan  B3  dan tidak  perlu  dilakukan  kalibrasi.  Kalibrasi  ini  dilakukan dengan  melakukan  5  kali  simulasi  menggunakan  waktu  10 detik  untuk  setiap  simulasi Flow-3D dengan  melakukan perubahan  kedalaman  air  untuk  mengetahui  grafik wetted area yang  terjadi  pada  kondisi Mean  Water  Level, artinya struktur  belum  terkena  pengaruh  gelombang  dan  tidak  ada perubahan  terhadap  luas  permukaan  basah  struktur.  Hasil kalibrasi  adalah  sebagai  berikut.  Syarat  agar  kalibrasi  ini valid adalah nilai R 2 yang terbentuk mendekati nilai 1. Pengujian  numerik  variasi slope dan freeboard untuk mengetahui  terjadinya  gelombang run  up dan overtopping . Simulasi  dilakukan  selama  500  detik  dan  interval pengambilan data selama 0,04 detik, sehingga akan terdapat sebanyak  12.500  data  dalam  sekali  simulasi  pada  masing- masing output . Model variasi adalah B2; B3; B1.60; B2.60 dan  B3.60.  Kedalaman  yang divariasikan  tetap  yaitu  0,4  m diukur  dari  dasar flume .  Dan  variasi freeboard dilakukan dengan  menambah  tinggi  struktur  atau  menambah  jumlah
susunan  buis  beton.  Sedangkan  untuk  variasi  kemiringan yaitu mengubah offset peletakan buis beton.
Gambar 3.12 Kalibrasi model B1. Pers konversi model B1 y=2,1654x
Gambar 3.13 Kalibrasi Model B2. Pers konversi model B2 y=1,5777x
Gambar 3.14 Kalibrasi Model B3. Pers konversi model B3 y=1,2377x
Tabel 3.4 Skenario variasi model Model H (m) T (s) D (m) B1 0,18 1,7 0,4 B2 0,18 1,7 0,4 B3 0,18 1,7 0,4 B1.60 0,18 1,7 0,4 B2.60 0,18 1,7 0,4 B3.60 0,18 1,7 0,4 Tabel 4.1 Run up Struktur Rc [m] Ru,2% [m] Ru/H 0 [-] B1 0.05 0.05 0.278 B2 0.05 0.05 0.278 B3 0.05 0.05 0.278 B1.60 0.20 0.19 1.111 B2.60 0.20 0.18 1.111 B3.60 0.20 0.17 1.111
Gambar 4.1 Grafik kumulatif volume overtopping model B1
Gambar 4.2 Grafik kumulatif volume overtopping Model B2

## IV.ANALISA DAN PEMBAHASAN

## A. Run up
Hasil run up dilakukan analisa statistik untuk mengetahui nilai run up yang terjadi. Run up 2% (rata-rata nilai 2% run up tertinggi) Run up 10% (rata-rata nilai 10% run up tertinggi) Run up 1/3 (rata-rata nilai 1/3 run up tertinggi)
B. Overtopping
Analisa overtopping dilakukan  dengan  menghitung  debit overtopping per  satuan  panjang  struktur  ( overtopping relative) . Di bawah ini adalah grafik kumulatif pertambahan volume overtopping pada masing-masing model.
Struktur  yang  lebih  landai  memiliki  debit overtopping yang lebih kecil, terlihat pada nilai tan α 0,33. Hal tersebut dikarenakan  struktur  landai  memiliki  lintasan  yang  lebih panjang sehingga energi gelombang run up akan terdisipasi sepanjang  lintasan  rayapan  struktur.  Sehingga run  up tidak mencapai  puncak  struktur  dan  tidak  terjadi  limpasan.  Pada nilai tanα 1 dan 0,5 debit overtopping memiliki  besar  yang sama  pada freeboard 0,05  m.  Untuk freeboard 0,2  struktur
Gambar 4.4 Grafik kumulatif volume overtopping Model B1.60
Gambar 4.5 Grafik kumulatif volume overtopping Model B2.60
Gambar 4.6 Grafik kumulatif volume overtopping Model B3.60
Table 4.2
Overtopping
Struktur tan α [-] q [m 3 /s/m] 𝑞 √𝑔𝐻 0 3 [-] ξ 0 B1 1 0.17 0.728 4.384 B2 0.5 0.17 0.727 2.211 B3 0.33 0.17 0.695 1.369 B1.60 1 0.02 0.083 5.174 B2.60 0.5 0.02 0.080 2.065 B3.60 0.33 0.00 0.000 1.358
Gambar 4.7 Grafik perbandingan q dengan slope (tanα)
Gambar 4.8 Grafik perbandingan q dengan freeboard (Rc)
Gambar 4.9 Perbandingan sebaran overtopping [13]
Gambar 4.10 Grafik perbandingan run up dengan kemiringan
yang  landai  dan  di  kombinasikan  dengan freeboard yang tinggi akan menghasilkan limpasan yang sedikit.
Gambar  4.8  di  atas  dikelompokkan  berdasarkan kemiringan  struktur,  yaitu  model  B1  dan  B1.60, α  45°;  B2 dan B2.60, α 26,56°; B3 dan B3.60, α 18,26°.
Perbandingan hasil overtopping relatif dan freeboard telah dilakukan oleh Alfansuri, dkk[13]. Alfansuri membandingkan hasil sebaran overtopping dari peneliti Tom Bruce,  dkk[14].  Dimana  hasil  penelitian  lain  menunjukan trend  yang  sama.  Semakin  rendah freeboard maka  debit overtopping yang terjadi akan semakin besar.
Perbandingan dengan mengkelompokkan struktur berdasarkan tinggi freeboard , struktur B1; B2; B3 memiliki freeboard 0,05 m, sedangkan B1.60; B2.60; B3.60 memiliki freeboard 0,2 m. Dari gambar 4.10 run up yang terjadi pada struktur  dengan freeboard 0,05  adalah  sama  pada  setiap kemiringan  struktur.  Hal  tersebut  dapat  terjadi  karena rayapan  gelombang  memiliki  energi  yang  tinggi  sehingga terjadi rayapan hingga mencapai puncak struktur. Sedangkan struktur  dengan freeboard 0,2  dapat  menyerap  energi  dari rayapan gelombang karena lintasan rayapan gelombang.
Perbandingan dengan hasil penelitian lain juga menunjukkan  trend  yang  sama  dimana  semakin  curam struktur  maka  nilai run  up semakin  tinggi.  Gambar  4.11 adalah hasil dari penelitian Alfansuri[13].
Semakin tinggi nilai breaker parameter maka run up yang terjadi akan semakin tinggi. Kemiringan pada struktur dengan freeboard 0,05 m tidak berpengaruh terhadap elevasi run up . Dari ketiga struktur dengan freeboard 0,05 m, elevasi run up mencapai  puncak  struktur  hingga  terjadi overtopping .  Pada model B1; B2; B3 elevasi run up adalah 0,45 m. Penggunaan buis  beton  tidak  terlalu  berpengaruh  untuk  meredam gelombang run  up .  Sedangkan  untuk  struktur  dengan freeboard 0,2  m  elevasi run  up terjadi  bervariasi.  Pada struktur B3.60 (tanα 0,33) elevasi run up terendah. Trend dari
grafik run  up di  atas  menunjukan  semakin  curam  elevasi struktur  maka  semakin  tinggi  elevasi run  up yang  terjadi. Pengaruh dari perletakan buis beton terlihat pada perletakan 1,5D dengan lintasan rayapan gelombang yang panjang dan buis beton dapat menahan rayapan gelombang yang terjadi. Sedangkan  perletakan  0,5D  lintasan  rayapan  struktur  yang pendek  dan  permukaan  yang  lebih  curam  buis  beton  tidak terlalu berpengaruh untuk menahan run up . Dari hasil sebaran run up penelitian lain sebaran yang terbentuk memiliki tren yang sama, yaitu run up naik terhadap pertambahan irribaren number .  Semakin  curam  struktur,  nilai  ξ 0 akan  semakin tinggi, run up juga semakin tinggi dan overtopping semakin besar.

## V.KESIMPULAN SARAN

## A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil pemodelan numerik struktur buis beton dengan variasi kemiringan dan freeboard, maka hasil run up dan overtopping yang  didapatkan  memiliki hasil  bervariasi. Struktur  buis  beton  tidak  berpengaruh  dalam  menahan rayapan  gelombang.  Namun  apabila  mempertimbangkan desain, perletakan seperti model B3.60 maka akan didapatkan hasil yang baik.
Pengaruh kemiringan (B1 45°; B2 26,56°; B3 18,26°) dan freeboard sangat berkaitan.
1. Model  B1;  B2;  dan  B3:  Kemiringan  struktur  tidak berpengaruh pada hasil run up , hasil elevasi run up struktur B1; B2; dan B3 adalah 0,05 m. Sedangkan untuk debit rata- rata overtopping yang  terjadi  B1;  B2;  dan  B3  secara berturut-turut 0,1741 m 3 /s per m; 0,1739 m 3 /s per m; dan
0,1662 m 3 /s per m.
2. Model  B1.60;  B2.60;  dan  B3.60  Kemiringan  struktur berpengaruh terhadap run up . Struktur B1.60; B2.60; dan B3.60 elevasi run up secara berturut-turut 0,19 m; 0,18 m; dan  0,17  m.  Sedangkan  untuk  debit overtopping pada Struktur  B1.60;  B2.60;  dan  B3.60  debit  rata-rata  yang terjadi secara berturut-turut 0,0198 m 3 /s per m; 0,0191 m 3 /s per m; dan 0 m 3 /s per m. Struktur B3.60 debit yang terjadi sangat kecil dan dilakukan pembulatan menjadi 0.
Dari  hasil  uji  numerik  disimpulkan  bahwa  struktur  buis beton  dengan  perletakan  1,5D  lebih  baik  untuk  menahan rayapan  gelombang  sehingga  berpengaruh  pada  besar  debit overtopping yang terjadi akan lebih kecil.

## B. Saran
Perlunnya mengetahui parameter lain sebelum melakukan hasil  uji  numerik  sebagai  acuan,  seperti  nilai  kekasaran struktur,  kekasaran  permukaan  lantai  karena  sangat berpengaruh pada perambatan gelombang pada flume.
Gambar 4.11 Perbandingan run up dan kemiringan[13]
Gambar 4.12 Grafik perbandingan run up dengan breaker parameter
Gambar 4.13 Karakteristik perbandingan sebaran data run up gelombang [13]
Dilakukan  variasi  gelombang  dengan  mengubah  nilai tinggi  gelombang  dan  periode,  maupun  jenis  gelombang untuk mengetahui pengaruhnya.
Melakukan  analisa  mengenai  refleksi  gelombang  akibat struktur.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  P. E. Smith, “Types of marine concrete structures,” in Marine Concrete Structures , Elsevier, 2016, pp. 17–64.
[2]  L. Cavallaro,  F.  Dentale,  G.  Donnarumma,  E.  Foti, R.  E. Musumeci, and E. Pugliese, “Rubble mound breakwater overtopping: Estimation of the reliability of a 3D numerical simulation,” Coast. Eng. , vol. 85, pp. 4–5, 2012.
[3]  F. Dentale, G. Donnarumma, and E. P. Carratelli, “Wave run up and reflection on tridimensional virtual breakwater,” J. Hydrogeol. Hydrol. Eng. , vol. 1, no. 1, pp. 1–9, 2012.
[4]  F. Dentale, F. Reale, A. Di Leo, and E. P. Carratelli, “A CFD approach to rubble mound breakwater design,” Int. J. Nav. Archit. Ocean Eng. , vol. 10, no. 5, pp. 644–650, 2018.
[5]  A.  Najafi-Jilani,  M.  Z.  Niri,  and  N.  Naderi,  “Simulating  three dimensional wave run-up over breakwaters covered by antifer units,” Int. J. Nav. Archit. Ocean Eng. , vol. 6, no. 2, pp. 297–306, 2014.
[6]  F.  Dentale,  G.  Donnarumma,  and  E.  Pugliese  Carratelli,  “Rubble mound  breakwater:  run-up,  reflection  and  overtopping  by  numerical
3D simulation,” in ICE Conference , 2013, pp. 120–130.
[7]  U.  S.  Army  and  others,  “Shore  protection  manual,” US  Army  Eng. Waterw. Exp. Station. US Gov. Print. Off. Washingt. (DC), USA , 1984.
[8]  I.  J.  Losada,  J.  L.  Lara,  R.  Guanche,  and  J.  M.  Gonzalez-Ondina, “Numerical  analysis  of  wave  overtopping  of  rubble  mound breakwaters,” Coast. Eng. , vol. 55, no. 1, pp. 47–62, 2008.
[9]  J. W. der Meer et al. , “Manual on wave overtopping of sea defences and related structures,” An Overtopping Man. Largely Based Eur. Res. but  Worldw.  Appl.  Available  online  www.  overtopping-manual.  com (accessed 11 Sept. 2017) , 2016.
[10]  W. Allsop, L. Franco, and P. J. Hawkes, “Wave run-up on steep slopes- a literature review,” 1985.
[11]  C. W. Hirt and B. D. Nichols, “Volume of fluid (VOF) method for the dynamics of free boundaries,” J. Comput. Phys. , vol. 39, no. 1, pp. 201– 225, 1981.
[12]  F.  Dentale,  G.  Donnarumma,  E.  P.  Carratelli,  and  F.  Reale,  “A numerical  method  to  analyze  the  interaction  between  sea  waves  and rubble mound emerged breakwaters,” WSEAS Trans. Fluid Mech. , vol. 10, pp. 106–116, 2015.
[13]  S.  Alfansuri,  Suntoyo,  and  H.  D.  Armono,  “Analisa  perbandingan formula  runup  dan  overtopping  unutk  gelombang  irregular  pada struktur dasar kasar,” Tek. Kelaut. FTK ITS , 2010.
[14]  H.  Schüttrumpf,  J.  van  der  Meer,  A.  Kortenhaus,  T.  Bruce,  and  L. Franco,  “Wave  run-up  and  wave  overtopping  at  Armored  Rubble Slopes and Mounds,” in Handbook of Coastal and Ocean Engineering , World Scientific, 2010, pp. 383–409.